20180831 - Struttura dei pannelli fotovoltaici

Tutti noi sappiamo a cosa servono i pannelli fotovoltaici ma, sappiamo anche come sono strutturati?

In tal senso una mini guida potrebbe esserti utile, sia che tu faccia già parte del “club dell’energia rinnovabile”, sia che tu sia in procinto di investire nel fotovoltaico.

A tal proposito prima di iniziare è importante specificare che un impianto fotovoltaico è composto da due elementi: i pannelli fotovoltaici e l'inverter fotovoltaico.

La struttura dei pannelli fotovoltaici:

I pannelli fotovoltaici sono composti da diversi strati, ognuno dei quali è destinato ad uno specifico compito:

• Un piano d’appoggio di materiale plastico destinato al supporto meccanico;
• Cella fotovoltaica EVA (Etilen Vinil Acetato) volta a fare da collante tra lo strato inferiore e lo strato superiore;
• Cella fotovoltaica collegata elettricamente per mezzo di un filamento a base di argento. Questo elemento scorre dal basso della cella sino al punto più alto per continuare, poi, nella parte posteriore della cella fotovoltaica successiva. In questo modo le celle sono collegate sino alla sommità del modulo;
• Rivestimento EVA permette l’aderenza tra la cella fotovoltaica e il vetro temprato;
• Vetro temprato a basso contenuto di ferro presenta il compito di non assorbire la luce, utile questa alla produzione fotovoltaica. La sua qualità è data dall'elevata trasparenza del materiale. Il vetro temprato, quindi, proteggere il pannello dai diversi agenti atmosferici.

L’intero pannello fotovoltaico viene poi racchiuso da una cornice in alluminio anodizzato, resistente alle corrosioni.

Alla luce di questo è inoltre importante specificare che, se per il modulo in silicio cristallino il collegamento delle celle avviene tramite l’uso di contatti metallici saldati, dopo la realizzazione delle celle, per i pannelli fotovoltaici a film sottile il collegamento anteriore rientra nel processo stesso di produzione della cella.

Le celle fotovoltaiche consentono la conversione d’energia

I pannelli fotovoltaici, chiamati anche moduli fotovoltaici, trasformano l’energia del sole in energia elettrica. Tale processo avviene all'interno delle celle fotovoltaiche.

Una cella fotovoltaica, o cella solare, è costituita da un sottile strato di materiale semi-conduttore, generalmente in silicio (materiale presente nella sabbia), di mezzo millimetro di spessore che può essere di colore blu o nero.

Ad ogni modo per far si che avvenga la conversione, al materiale silicio vengono aggiunti degli atomi, così da generare un campo elettrico nel momento in cui vengono colpiti dai raggi solari: questo crea l’effetto fotovoltaico.

Le celle fotovoltaiche possono essere disposte in strati sottili e piani collegati tra loro, oppure possono essere ottenute dalla creazione di una sottile pellicola uniforme, data dalla distribuzione di un materiale polverizzato.

Quanta energia viene prodotta da una cella fotovoltaica?

Arrivati sin qua è importante dover specificare un altro fattore: non tutta l’energia solare che colpisce la cella viene convertita in energia elettrica, anzi si stima solo il 13-14%.

Non solo, anche il rendimento può essere differente perché nei moduli le celle fotovoltaiche non sono identiche tra loro.

Ciò significa che le celle collegate tra loro possono avere tensioni differenti. Nonostante questo, il loro rendimento può dipendere anche da ulteriori fattori esterni, quali deterioramento e possibili ombreggianti, capaci di influenzare notevolmente il processo di conversione.

Ad ogni modo per meglio far comprendere quanta energia viene prodotta da una singola cella, si veda l’esempio sottostante:

Se una cella fotovoltaica misura 125x125 mm, a condizioni di soleggiamento standard - 25°C -, con un’irraggiamento di 1 kW/mq produce una corrente compresa tra i 3 e i 4 A ed una tensione di 0,5 V, con una potenza corrispondente di 1,5 - 2 Wp.

Considerando che la potenza di una cella fotovoltaica varia al cariare della sua temperatura e radiazione, contattaci per sapere quanto effettivamente rendono i tuoi pannelli fotovoltaici!